高层建筑基础底板大体积混凝土冬季施工技术的研究

陈 康

（绵阳市文辰建筑工程有限责任公司， 四川 绵阳 621600）

0 前言

随着城市高层和超高层建筑拔地而起，它的结构转换层和地下室基础混凝土一般均属于大体积混凝土的范畴。实践中很多基本在下半年破土动工，大体积混凝土温控和冬季施工难点交织，相互影响。本文结合绵阳市“理想城邦”商住楼筏板基础混凝土施工实际工程案例来探讨和研究大体积混凝土冬季施工技术。

1 冬季大体积混凝土施工概述

大体积混凝土是指实体最小尺寸不小于1 米的大体量混凝土[1]。根据《建筑工程冬期施工规程》(JGJ/T104-2011)中规定，当室外日平均气温连续5 天稳定低于5℃，即进入冬期施工[2]。

大体积混凝土浇筑初期，大量的水化热使混凝土内部温度升高，引起混凝土内外较大的温差及应力，导致混凝土开裂。因此，按规定将混凝土内外温度差控制在25℃以内，成为冬季大体积混凝土施工的重点和难点。

2 混凝土开裂原因分析

2.1 水泥水化热的影响

混凝土浇注后前期，水泥在水化过程中释放大量的水化热，在结构内部聚集热量，结构内部温度不断升高，内外温差不断上升，在混凝土外表面产生拉应力。在后期由于水化热减少而降温过程中，由于受到地基的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，温度裂缝就开始出现。

2.2 气候的影响

大体积混凝土的浇注时间较长，外界温度昼夜变化较大。气温越高，混凝土浇注温度就越高，散热速度越慢。昼夜温差或混凝土浇注后气温骤降，可能使混凝土内外产生较大温差(>25℃)，而温度应力则是由温差所引起的温度变形引起的。因此，温差越大，温度应力越大，出现裂缝的可能性越大。

2.3 混凝土的收缩变形影响

混凝土中的水分蒸发会引起混凝土体积的收缩。在高温下很容易引起收缩变形。不当的拌合方法、浇注、振捣，使混凝土内粗、细骨料分配不匀，密实度不均匀，收缩系数不同，在不同的情况约束下，容易造成易损件开裂。

3 冬季基础底板大体积混凝土的施工方案

3.1 材料选择

1.采用低水化热的普通硅酸盐42.5 水泥。

2.使用中粗砂、5～40 mm 的碎石，含泥量：石子小于1%，砂小于2%。

3.加入缓凝剂、减水剂、微膨胀剂、早强抗冻剂，改善物理力学性能。

4.骨料碱含量应按照管理规定，总当量应当小于 5 kg/m3。

5.加入粉煤灰和矿粉；水灰比小于0.5，坍落度控制不小于160 mm。

3.2 混凝土浇注温度

冬季施工对控制大体积混凝土内外温差不利，但对控制内部温度峰值有利。当温度降低到0℃度时，混凝土中的水开始结冰，水化作用减慢直到基本停止，甚至产生冻害。混凝土冬季出厂温度不得低于10℃，入模温度不得低于5℃，为此混凝土在运输过程中应采取保温措施。负温下拌制混凝土可适当将水和砂石加热，但水和砂石混合物的温度应不超过40°C。

3.3 施工方法

本次混凝土全部采用大吨位搅拌车运输，滚筒保温，混凝土输送泵处应搭设保温棚，泵管用电热毯加保温被包裹，确保混凝土入模温度在5℃以上。

每车混凝土运输时间控制不得超过1 小时，上下班避高峰1 个小时间歇时段，现场须至少储备6 辆18-20 m3 搅拌车，确保连续浇筑施工。

根据后浇带划分施工段，水平方向不留施工缝。采用斜面分层连续浇筑，斜面由泵送混凝土自然流淌而成，坡度控制在1:3 左右，每层厚度约500 mm，水平方向错开距离大于8 m，以保证分层混凝土层间的施工质量。

大体积混凝土浇筑、振捣过程中，容易产生泌水现象。一般情况下，上涌的泌水和浮浆会顺着混凝土浇筑形成的坡面下流到集水坑或电梯井坑内，可以用水泵抽掉，局部少量泌水可用海绵吸除。

3.4 混凝土保温养护

混凝土养护采用综合蓄热法。混凝土二次振捣抹面完成后用喷雾器在混凝土表面喷洒养护剂并覆盖薄膜后待其初凝，当表面基本可以上人时，加盖60 ㎜的聚苯板(地下室外墙防水护板提前进场)和约30 mm 保温棉被。

4 混凝土温度控制

4.1 温度测量的方法和要求

采用TM-902C 温度计和嵌在混凝土中的测温线。浇筑混凝土10 小时后，将预留的测温线插头插入温度计3～5 秒，待读数稳定后进行计数。要求见表1。

表1

4.2 测温布点

根据施工进度在筏板混凝土边缘、中部、角部、积水坑、电梯井等位置间距10-15m 布置测位，每个测位在筏板断面上中下布置三个测点。在混凝土浇筑前，将下端封闭的测温套管固定在测温点平面位置上，并在套管的不同高度放置测量元件，监控大体积混凝土的内部温度变化规律，能及时地指挥后续施工和养护工作，确保大体积混凝土施工养护工作的安全性和有效性。

4.3 温控结果分析

通过跟踪温测，得到了大量的温度变化数据。经过对数据的统计分析，发现底板混凝土内部温度总体变化趋势基本相似。

保温板以下、薄膜以上混凝土表面温度呈现“先增后减”的规律：即混凝土从浇筑完毕后，由于水泥水化热的影响，混凝土内部温度不断上升，然后通过天然散热，温度又逐渐下降。足见保温板良好的保温效果。

5 结论

(一)“三掺技术”在混凝土配制中应用，可在一定程度上降低水泥用量、水化热、混凝土收缩、推迟初凝时间、提高工作性、避免加热阶段产生裂缝。

(二)采用倾斜分层间歇注入大体积混凝土的方法,覆盖塑料薄膜,绝热板和绝热被,可以帮助减少混凝土的内外温差,延迟收缩和散热时间,并使混凝土获得必要的缓慢散热的过程,减少变形速度。防止内外温差过大引起的温度裂缝。

(三)实践证明，综合蓄热法在夏热冬冷地区的冬季应用，既能有效提高冬季施工效率，又能减少因温度变化引起的裂缝，从而满足工程质量要求。

最后，只要控制好原材料，优化施工工艺，重视混凝土保温测温，加强混凝土质量控制，冬季大体积混凝土施工中的裂缝是可以避免的。